第七章_石油炼制

27% 13% 12%
10% 20% 18%
石油产品
• 汽油：为汽油发动机燃料油。 • 煤油：点灯照明、航空喷气发动机燃料。 • 柴油：柴油发动机燃料。 • 重油：部分热力发电厂燃料。 • 润滑油：各种运动设备润滑。 • 石蜡：包装材料、化妆品原料及蜡制品。 • 沥青：高速公路、建筑
汽油的标号与性能
• 汽油亦可再加入其它添加物而提升辛烷值。 如普通汽油辛烷值约为50，加入四乙基铅 (C2H5)4Pb时，其辛烷值提高至75左右，为 除去铅在引擎内之沉积，再加入二溴乙烷， 使产生PbBr2微粒排放出来，但造成环境之 污染。一般无铅汽油不含四乙基铅，改用 甲基第三丁基醚，甲醇，乙醇，第三丁醇 等添加物。
第七章 石油炼制
内容
• 原油性质 • 石油产品：主要产品性能与牌号 • 蒸馏原理 • 常减压车间：精馏塔、减压塔、加热炉 • 催化裂化原理 • 常用动力设备：旋风分离器、换热器
原油的性质
原油的组分
• Typical Oil
– Gasoline C4 to C10 – Kerosene C11 to C13 – Diesel C14 to C18 – Heavy gas oil C19 to C25 – Lubricating oil C26-C40 – Residue >C40
• 减压塔工艺
– 加热410 ℃， – 顶部2.7 kPa～10.7 kPa – 塔底吹入过热蒸气以降低塔
内的油气分压
蒸馏的分类
• 简单蒸馏或平衡蒸馏：用在分离要求不高 的情况下。
• 精馏：分离纯度要求很高时采用。 • 特殊精馏：混合物中各组分挥发性相差很
小，难以用普通精馏分离，借助某些特殊 手段进行的精馏。 • 间歇精馏：多用于小批量生产或某些有特 殊要求的场合。 • 连续精馏：多用于大批量工业生产中。
• 提浓段很短，3～4块Leabharlann Baidu板；在塔底通入过热 水蒸气
• 中段回流。原油各馏分的平均沸点相差很大， 为使负荷均匀并回收高温下的热量，采用中 段回流取热（即在塔中部抽出液体，经换热 冷却回收热量后再送回塔内）。
蒸馏原理
• 工作原理:
• 利用液体混合物中各 组分(component)挥发 性(volatility)差异，以 热能为媒介使其部分 汽化从而在汽相富集 轻组分液相富集重组 分而分离的方法。
101℃ 161℃
一中回流 116℃
196℃ 240℃ 二中回流 188℃
303℃ 进料 378840kg/h 355℃ 过汽化油 15153.6kg/h
348℃
汽油 4462.5 kg/h 蒸汽 7011.6 kg/h 塔顶冷回流 89.825kcal/h 航煤 32662.5kg6/0h℃（161℃）
轻柴汽提蒸汽 945kg/h
轻柴 31500kg/h, 240℃
重柴汽提蒸汽 1020.6kg/h 303℃
重柴 36480kg/h 348℃ 塔底重油 252300kg/h 塔底汽提蒸汽 5046kg/h
减压塔流程
• 减压塔的功能
– 沸点在500 ℃以上的裂化原 料和润滑油原料中所含有的 大分子烃类在450 ℃以上发 生裂解反应，生成焦炭，影 响生产正常进行。
y1
y1 1
y2 2
F, zF
yN-2
N-2
N-1
yN
Q
x1 x2
m
xN-2 xN-1
N W, xW
D, xD
• 常压蒸馏：蒸馏在常压下进行。
• 减压蒸馏：常压下物系沸点较高或热敏性 物质不能承受高温的情况
• 加压蒸馏：常压下为气体的物系精馏分离， 加压提高混合物的沸点.
• 多组分精馏：例如原油的分离。 • 双组分精馏：如乙醇-水体系,苯-甲苯体系等。
• 蒸馏操作实例：石油炼制中使用的 250 万 吨常减压装置
原油精馏
• 常压塔 • Atmosphere column
– 汽油、煤油、柴油
• 减压塔 • Vacuum column
– 润滑油、油渣
35.53*105kcal/h 7402.1kg/h
53.295*105 kcal/h 90331kg/h 268℃
• 汽车用油主要成分是C5H12~C12H26烃类混 合物，当汽油蒸气在汽缸内燃烧时(活塞将 汽油与空气混合压缩后，火花塞再点火燃 烧)，常因燃烧急速而发生引擎不正常燃爆 现象，称为爆震(震爆) 。
• 汽油一旦辛烷值过低，将使引擎内产生连 续震爆现象，造成机件伤害连续的震爆容 易烧坏气门，活塞等机件。
• 燃烧的抗震程度以辛烷值表示，辛烷值越 高表示抗震能力愈高。其中燃烧正庚烷 CH3(CH2)5CH3的震爆情形最严重，定义其 辛烷值为０。异辛烷(2,2,4-三甲基戊烷) 的 辛烷值定义为100。辛烷值可为负，也可以 超过100。
• 当某种汽油之震爆性与90%异辛烷和10% 正庚烷之混合物之震爆性相当时，其辛烷 值定为90。如环戊烷之辛烷值为85，表示 燃烧环戊烷时与燃烧85%异辛烷和15%正 庚烷之混合物之震爆性相当。
• 辛烷值只是一个相对指标，而不是真的只 以正庚烷或异辛烷来混合，所以有些燃油 再渗合其它添加剂时的辛烷值可以超过100， 可以为负。
柴油性能
• 分类：180℃ ~ 370℃轻，350℃ ~ 410℃重 • 用途：小型高速柴油机；低速柴油机。 • 轻柴油主要指标：
– 燃烧性能、抗爆性能（十六烷值越高，抗爆性 能越好）、凝固点和粘度
原料液 加热器 减压阀 Q
塔顶产品 yA
蒸馏操作的用途
• 许多生产工艺常常涉及到互溶液体混合物 的分离问题，如石油炼制品的切割，有机 合成产品的提纯，溶剂回收和废液排放前 的达标处理等等。分离的方法有多种，工 业上最常用的是蒸馏或精馏。
• 蒸馏操作实例：石油炼制中使用的 250 万 吨常减压装置
石油精馏塔工艺特点
• 有多个侧线出料口：分离精度不要求像纯化 合物蒸馏那样高。
• 牌号
– 轻柴油的牌号就以凝固点的高低来规定，分别 有10号、0号、-10号、-20号和-35号五种牌号
蒸馏操作的用途
• 许多生产工艺常常涉及到互溶液体混合物 的分离问题，如石油炼制品的切割，有机 合成产品的提纯，溶剂回收和废液排放前 的达标处理等等。分离的方法有多种，工 业上最常用的是蒸馏或精馏。